Przy produkcji przemysłowych wklęsłodrukowych płyt drukarskich duża powierzchnia wymaga wysokiej rozdzielczości przestrzennej. Szybki cykl pracy wałków drukujących wymaga efektywnego grawerowania powierzchni kilku metrów kwadratowych z dokładnością do poziomu mikronów w krótkim czasie. Zastosowanie lasera w tej dziedzinie ma następujące cechy: wysoką szybkość przetwarzania, precyzyjne ogniskowanie i zalety cyfrowej modulacji. Ze względu na zwiększoną precyzję, powtarzalność, elastyczność i wydajność bezpośrednia mikrostrukturyzacja laserowa zastępuje tradycyjne techniki tworzenia wklęsłodruku (takie jak grawerowanie mechaniczne długopisami diamentowymi lub trawienie chemiczne).
Rotacyjne wklęsłodrukowe płyty drukarskie składają się z równomiernie powlekanego walca miedzianego lub ocynkowanej stali. Informacje o obrazie są wygrawerowane w małych wnękach w warstwach miedzianych lub ocynkowanych w celu przeniesienia tuszu na podłoże (patrz rysunek 1). Cienka warstwa chromu zapewnia długą żywotność drukarki w trudnych warunkach szlifowania. Używając rakla, można upewnić się, że dostarczana jest tylko ilość atramentu określona przez wielkość komórki.
Długość cylindra do druku wklęsłego wynosi 0,3-4,4 metra, obwód wynosi 0,3-2,2 metra, a powierzchnia może osiągnąć 10 metrów kwadratowych. Gdy rozdzielczość ekranu wynosi 60-400 linii / cm, liczba komórek na bębnie wynosi zwykle od 108 do 1010. Aby przetwarzać obraz w najbardziej ekonomicznym czasie, lasery muszą mieć wysoką częstotliwość powtarzania impulsów i wysoką średnią moc .
W przypadku mikro-grawerowania na dużą skalę za pomocą ablacji termooptycznej najskuteczniejszą metodą jest zastosowanie pulsacyjnej wiązki laserowej, której pojedynczy impuls laserowy tworzy pełną siatkę. Układ lasera Nd: YAG z przełączaniem Q o średniej mocy ogniskowania 500 watów i częstotliwości powtarzania 70 kHz (patrz rysunek 3) może osiągnąć wolumetryczną szybkość ablacji cynku 1 cm / min i szybkość ablacji powierzchni 0,1 M / min. Kształt komórek zależy od kształtu fali intensywności wiązki laserowej.
Komórki półautotypowe (zarówno głębokość, jak i średnica są zmienne w skali szarości) mogą być generowane za pomocą lasera o fali wiązki Gaussa, podczas gdy tradycyjne komórki (o stałej średnicy zmieniającej głębokość przy każdej wartości szarości) są generowane za pomocą krzywych o płaskim dnie ( patrz rysunek 2). Rozmiar wnęki siatki zależy od energii impulsu i jest kontrolowany przez cyfrowy zestaw danych obrazu za pomocą modulatora akustyczno-optycznego. Średnica wynosi od 25 metrów do 150 metrów, co może określać rozdzielczość ekranu obrazu; głębokość wynosi od 1 metra do 40 metrów, co może określać szarą wartość drukowanych kropek.
Przenikanie ciepła i konwekcja stopu muszą być zminimalizowane. Dlatego firma Daetwyler opracowała specjalny materiał ocynkowany elektrycznie z dodatkami organicznymi, który ma niższą przewodność cieplną niż zwykłe struktury cynkowe. Poprzez odparowanie i ablację tego specjalnego cynku, obszar topnienia i zadziory można zredukować do cienkiej warstwy osadu (w odległości 2-3 metrów wokół komórki).
Cała powierzchnia bębna jest naprzemiennie grawerowana ciągłym spiralnym torem z siatki. Gdy prędkość bębna osiąga 20 obrotów na minutę, głowica przetwarzająca porusza się z posuwem posuwu 15-150 mikronów / obrót, równolegle do osi bębna (w zależności od rozdzielczości ekranu). Grubość ścianki siatki między komórkami wynosi zaledwie 4-6 mikronów przy maksymalnej wartości tonu. Wymaga to, aby dokładność celowania wałka napromieniającego wiązkę wynosiła około 1 mikrona.
Innym sposobem jest zastosowanie modulowanego impulsowo lasera światłowodowego dużej mocy (średnia moc 500 watów), którego częstotliwość powtarzania impulsu można modulować w zakresie 30-100 kHz. Gdy częstotliwość wynosi 35 kHz, na każdym impulsie jest więcej energii, dzięki czemu pojedynczy strzał może wywiercić duży otwór (na przykład średnicę 140 mikronów, gdy ekran ma 70 linii / cm). Gdy częstotliwość wynosi 100 kHz, energia na każdym impulsie staje się mniejsza, więc rzeźbiona jest mała siatka (na przykład ekran o średnicy 25 mikronów ma 400 linii / cm).
Działanie wiązki laserowej jest bezkontaktowe, co jest kluczową zaletą w porównaniu z grawerowaniem elektromechanicznym za pomocą pióra diamentowego. Tak długo, jak proces drukowania jest przewidywalny i powtarzalny, jednolitość grawerowania może być zagwarantowana na całej szerokości cylindra. Ze względu na wysoką powtarzalność proces pojedynczego lasera z jednym otworem jest około 10 razy szybszy niż grawerowanie elektromechaniczne.
